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1、 超超导导磁磁储储能与微能与微电电网控制保网控制保护护课程名称： 分布式发电与微电网 完成人姓名及学号：完成时间： 2013 年 11 月 14 日 声明声明此报告是在分布式发电与微电网课程结束后，出于自己的兴趣，搜集相关资料和信息整理而来，整理过程即是学习过程。本人也是初学超导磁储能相关的技术，对微电网的一些问题理解不深，发表了错误的观点，还望老师及同学予以纠正。报告作者（签名）： 2013 年 11 月 14日摘 要微电网中分布式电源具有多样性,分布式电源输出功率也存在间歇性、波动性,微网中的多种电力电子器件控制复杂等等因素使得微网供电质量受到很大的影响,并成为限制其并网的关键因素“储能作
2、为一种能量缓冲环节,能够有效的改善微电网的电能质量,提高电网的稳定性和可靠性,在微电网中起着至关重要的作用。本文针对储能技术在微电网中应用，两者间的相互作用的课题，选取超导磁储能技术作为一方面，进行了相关研究。本文先是分析超导磁储能技术的发展及国内外研究现状，综述了国内一些学者对超导磁储能技术与微电网相互作用的研究后，提出了一些超导磁储能技术及未来接纳多种分布式电源的电网的保护等方面的展望。关键词：超导磁储能技术关键词：超导磁储能技术 分布式电源分布式电源 微电网微电网 继电保护继电保护AbstractDistributed generation in micro grid has diver
3、sity, distributed power supply output power is intermittent, volatility, micro power electronic device control network ofcomplex factors makes the micro grid power quality are greatly affected, andbecome the key factor limiting the grid “energy storage as an energy buffer link,can effectively improv
4、e the micro grid power quality, improve the stability and reliability of the grid, plays a crucial role in the micro grid. In this paper, theapplication of energy storage technology in micro grid, the interaction between the topic selection, superconducting magnetic energy storage technology as theh
5、and, for the related research.In this paper, first the development and the current research at home and abroad of the superconducting magnetic energy storage technology,summarizes the domestic some scholars to the superconducting magnetic energy storage technology and research of micro grid interact
6、ion, puts forward the protection and other aspects of technology and the future power grid using various distributed power of some of the superconducting magnetic energy storage.Keywords:Keywords:Superconducting magnetic energy storage technology Distributed power supply Micro grid Relay protection目
7、目 录录摘 要.3Abstract .41.绪 论.61.1 学习背景及意义 .61.2 国内外研究现状 .71.3 论文安排.102.超导磁储能原理.102.1 储能工作原理 .103.超导磁储能应用于微电网的展望.123.1 可能需武器系统维护安全.123.2 继电保护控制算法会更加精确.12致 谢.14参 考 文 献.151.绪 论1.1 学习背景及意义随着电力系统的发展，很多电力电子器件、电动机等设备接入电网，对电能质量干扰不断增加，而客户对电力系统供电质量的要求却是越来越高。储能技术能够有效地改善电力系统的稳定性，提高供电质量，一直备受重视。储能加入微电网中,能够提高电网运行的安全性
8、、经济性、灵活性,具体来说主要有:1提高电网供电可靠性储能技术可以作为不间断电源,提高智能电网运行可靠性。同时储能系统可以提供短时间内有功功率的支持,从而解决电网运行过程中电工频率漂移的问题，适量的储能能在分布式电源不能正常运行时起过渡作用。3提高系能源发电并网性能,提高电能质量分布式发电具有间歇性和随机波动性,其输出功率不断波动会对电网造成一定的影响,储能装置能平抑分布式点出输出功率波动,减少谐波和其对电网电压、频率的影响。4提高电能利用效率,优化能量管理储能与大电网配合,能对大电网负荷进行削峰填谷,优化电网运行,提高电网经济性。5提高电网的稳定性微电网在孤岛运行时,储能技术能作为微网主电源
9、,为微网提供电压和频率支撑,并自动补偿分布式发电和微网内负荷之间的不平衡功率,保证微电网孤岛模式下的稳定运行。超导磁体储能系统具有快速吸收、释放和储备电能的能力，并且储能密度高，结构紧凑。这为超导储能系统参与电力系统、改善供电质量提供了有利条件。近些年来超导储能成为超导应用研究领域的一个热点。对于如此火热的超导磁储能技术，应用于微电网中，对微电网的控制与运行会提出更高的要求，同时在某些方面又会促进微电网的稳定性。深入研究超导磁储能技术与微电网的控制和运行的相互作用，能够推进储能系统技术在电力系统，特别是微电网中的应用和普及。1.2 国内外研究现状1.2.1 国内外对超导磁储能技术的研究六十年代
10、，在法国和英国就有人对超导储能感兴趣了。在适用于大型超导磁体的低温和超导电性方面的准备工作具备之后，1970 年，美国威斯康星大学应用超导中心的H.Peterson 和R.Boom 发明了一个超导电感线圈和三相 AC/DC 格里茨桥路组成的电能储存系统并获得了美国专利。由此开始了超导储能电力应用的研究和发展阶段。】【11987 年，美国战略防御立案办公室提出了一个超导储能工程实验模型（ETM）的计划。该计划的目标在于在经济上显示一个全尺寸的超导储能系统用作军事目的和电力应用的作用。用作地面自由电子激光武器的电源，它可在秒上升时间内给出 0.41GW的峰值功率,并能维持 100 秒；也可作为电力
11、应用，它具有 10-25MW 功率输出,2-3 小时的储能容量。】【21988 年初，在美国建立的开发超导储能商业应用的超导电公司（SI）已研制成了用来对超导储能进行经济评估的系统(SSD),并推向了市场。】【119902004 年间，SI/ASC 公司先后有约 20 多台 SMES 投入运行。美国、德国和日本等都提出研制 100kwh 等级的微型 SMES，这种 SMES 可为大型计算中心、高层建筑及重要负荷提供高质量、不间断的电源，同时也可用于补偿大型电动机、电焊机、电弧炉、轧机等波动负载引起的电压波动，它还可用作太阳能和风力发电的储能等。美国 AMSC 公司还提出研制一种新的 D-SMES，用于配电网的功率调节。目前，美国已有多台微型超导储能装置在配电网中实际应用，美国还将研制 100MJ/50MW 的 SMES 安装在CAPS(theCenterforAdvancedPowerSystem)基地，SMES 不仅可以为脉
